DE835474C

DE835474C - Verstaerkergehaeuse fuer Tiefseekabel

Info

Publication number: DE835474C
Application number: DEP39216A
Authority: DE
Inventors: Richard William Presswell; Esmond Wassell Smith
Original assignee: Telegraph Construction and Maintenance Co Ltd
Current assignee: Telegraph Construction and Maintenance Co Ltd
Priority date: 1946-12-09
Filing date: 1949-04-08
Publication date: 1952-03-31
Also published as: GB619424A; US2471046A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte

Konstruktion des druckbesten Gehäuses für eine Spannungsspule, einen Verstärker oder irgendeinen Apparat, der in gewissen Abständen in ein Seekabel eingeschaltet ist.

Diese Apparate sind in Gehäusen oder hohlen Behältern untergebracht, die als vom Kabel unterschiedliche Einheiten hergestellt, aber mit ihm durch kurze armierte und isolierte Verbindungen verbunden sind, ίο die aber auch so gestaltet sein können, daß sie unter der Kabelarmierung untergebracht werden können, wenn sie etwa 2 bis 3 Kabeldurchmesser dick sind und sich in der Länge auf etwa I¹Z₂ bis 3 m erstrecken. Die Erfindung bezweckt, ein Gehäuse zu schaffen, welches große Biegsamkeit und Bruchfestigkeit aufweist, so daß es den hohen hydraulischen Drücken widerstehen kann, denen das Kabel am Meeresgrund ausgesetzt ist, zugleich aber eine mäßige Biegung des Kabels erlaubt, wenn dieses z. B. verlegt wird.

Gemäß der Erfindung wird der Verstärker oder ein anderes ähnliches Gerät in einem Gehäuse untergebracht, welches einen metallischen Mantel erhält, der aus einer Anzahl von Ringelementen aufgebaut ist, die ineinander passen und so konstruiert sind, daß eine beschränkte Winkelverstellung der einzelnen Ringelemente gegeneinander möglich ist, wodurch eine hohe Biegsamkeit und große mechanische Festigkeit erreicht wird.

Bei der Ausführung der Erfindung kann der Metallmantel aus einer Serie von kurzen Rohrstücken bestehen,, die stirnseitig aus Kugeln und Pfannen bestehen.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen in Ausführungsbeispielen dargestellt. Hier zeigen

Fig. ι und 2 zwei verschiedene Ausführungsformen im Längsschnitt,

Fig. 3 (in zwei Teile 3a und 3b zerlegt) eine dritte Au sf ührungsf orm,

Fig. 4 und 5 Einzeldarstellungen der Rohrelemente.

In den Zeichnungen ist der Kern des Kabels mit A

bezeichnet. B ist ein Verstärker, an den der zentrale Leiter C des Kabels durch eine Zwischenverbindung / angeschlossen ist. Das Gehäuse im ganzen ist in der Armierung W eingeschlossen, die eine wasserundurchlässige Schicht F umhüllt, die vorzugsweise aus dem thermoplastischen Werkstoff Polyäthylen oder einer Mischung desselben mit anderen Stoffen besteht.

An jedem Ende ist das Gehäuse mit einer Einführungsbüchse G bekannter Bauart versehen, deren Öffnung nach außen konisch erweitert und hier mit isolierendem Material verpackt ist. Die Öffnung kann

ao aber auch, wie in Fig. 2 gezeigt ist, zylindrisch sein. Die isolierende Schicht F, die das Verstärkergehäuse einhüllt, kann sich über die Büchse G erstrecken oder aber ergänzt sein durch eine Packung H aus dielektrischem Material, die mit der Hauptkabelisolation verschmolzen wird. Das Verstärkergehäuse gemäß der Erfindung ist so gebaut, daß es höchste Biegsamkeit mit höchster Festigkeit vereinigt, und ist zu diesem Zweck aufgebaut aus einer Serie von Ringelementen ι aus Stahl oder ähnlichem geeignetem Material.

Die Elemente 1 sind so miteinander vereinigt, daß sie sich gegeneinander verschieben können, und vorzugsweise in der Gestalt von Schalen ausgebildet, die als Verbindungsflächen Kugelflächen und entsprechende Pfannenflächen besitzen. Zu diesem Zweck hat jedes der Ringelemente 1 eine konvexe Fläche 2 und eine konkave, sphärische Fläche 3, und die zusammengesetzten Ringe bilden einen im wesentlichen zylindrischen Innenraum 5, innerhalb dessen sich der Verstärker B befindet. Die konvexen Außenflächen 2 laufen in eine äußere zylindrische Mantelfläche 7 aus, so daß das biegsame Gehäuse über die Gesamtlänge wie ein zylindrisches Rohr mit glatter Außenfläche aussieht.

Jedes Ringelement besteht somit aus einem dickwandigen Rohrabschnitt von so geringer Länge, daß ein Durchbiegen der Gesamtkonstruktion möglich ist. In einem besonderen Ausführungsbeispiel beträgt die Länge etwa 5 cm, wobei der Innendurchmesser der Rohrabschnitte etwa 7 cm und der äußere Durchmesser etwa 9 cm beträgt.

Jeder Rohrabschnitt ist außen und innen in sphärischer Form abgedreht, so daß die aufeinanderfolgenden Rohrelemente miteinander wie Kugeln in entsprechenden Pfannen zusammen arbeiten. Die Kanten der Rohrabschnitte, insbesondere die der inneren Bohrung, werden zweckmäßig etwas abgerundet, um scharfe Kanten zu vermeiden.

Verschiedene Ausbildungsformen der Ringelemente sind möglich. Anstatt sie aus Stahlrohrabschnitten herzustellen, können sie durch Gießen aus geeignetem Material hergestellt werden, wobei sie auch kürzer sein können, als oben angegeben wurde. Die Elemente können auch als Preßlinge, ζ. B. aus Stahlblech oder anderem geeigneten Metall hergestellt und ihre endgültige Form kann durch spanabhebende Bearbeitung geschaffen werden.

Die Ringelemente 1 können den alleinigen mechanischen Schutz des Verstärkers darstellen, jedoch ist gewöhnlich vorzuziehen, diese Elemente noch innen oder außen abzustützen.

In der Konstruktion nach Fig. 1 ist eine Anzahl von dünnen Verstärkungsdrähten 15 vorgesehen, welche direkt über die Ringelemente gezogen sind und an beiden Enden des Gehäuses durch Ringklammern 16 oder durch Schweißen oder Löten befestigt weiden können. Die äußeren Kopfstücke 11 sind so gearbeitet, daß sie mit einer ebenen Stirnfläche abschließen und werden gelagert mit Hilfe von umfänglichen Schultern 12 von Zwischenbüchsen 13, welche in die Endstücke eingeschraubt werden. Die Zwischenbüchsen 13, die mit einer geeigneten Öffnung für den Durchtritt der Erdungsdrähte 5 versehen sind, besitzen einen muffenartigen Vorsprung 18, gegen den sich die Einführungsbüchsen G nach innen anlegen, an welch letztere die Erdungsdrähte besonders angelötet werden. Die Endglieder besitzen überdies, wie bei 11 angegeben, eine ringförmige Nut, in welche die Ringklammern 11 eingesetzt werden.

Die Verstärkungsdrähte können in Schraubenwindungen geführt werden oder aber auch in geflochtener Form. Danach wird eine metallische Hülse 17, z. B. aus Blei oder Kupfer, über das Gehäuse hinübergetrieben oder in anderer Weise aufgebracht und an den Enden auf die Einführungsbüchsen G niedergetrieben, wo sie in geeigneter Weise befestigt, ζ. B. verlötet wird. Darüber wird der wasserfeste Überzug F aufgebracht. Der letztere kann z. B. ' aus dem thermoplastischen Material Polyäthylen bestehen, das mit einem pulverigen Metall gemischt ist, um es leitend zu machen und auf diesem Wege einen Erdkontakt für die Erdung des Verstärkers herzustellen.

Beim Zusammensetzen dieser Konstruktion werden die Ringelemente in einer geeigneten Hilfsvorrichtung eingespannt, worauf die Verstärkungsdrähte 15 auf- J05 gebracht und befestigt werden. Danach wild die Hilfsvorrichtung entfernt, der Verstärker eingesetzt, die Erdungsdrähte S nach außen geführt und die Einführungsbüchsen G sowie die anderen Teile montiert. Dann wird die Metallummantelung 17 aufge- no bracht, und ihre Endkanten werden auf die Einführungsbüchsen aufgewalzt bzw. aufgeformt und mit der Büchse verlötet. Darauf erfolgt die Aufbringung der wasserdichten Ummantelung F, der Anschluß der Verstärkerleitungen an den Kabelleiter, und schließlich wird die wasserdichte Ummantelung nach Einbringung der Füllung// aus dielektrischem Material mit dem Kabeldielektrikum verschmolzen.

Im Zuge der normalen Kabelarmierung wird die Armierung über die gesamte Länge des Gehäuses aufgebracht, wobei die Anzahl der Drähte auf die erforderliche Menge erhöht wird, um eine vollständig geschlossene Armierung des Gehäuses zu erzielen.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist eine Konstruktion gezeigt, in welcher für die Ringelemente 1 eine innere Abstützung vorgesehen ist. Gemäß dem

Ausführungsbeispiel besteht diese innere Abstützung aus einem biegsamen Innenrohr io. Innerhalb dieses Innenrohres ist der Verstärker untergebracht, und über den äußeren Umfang sind die Ringelemente des druckfest^ Gehäuses gestreift. In diesem Fall j werden die Zwischenbüchsen 13 in die Enden des biegsamen Gehäuserohres eingeschraubt. Die me- ; tallische Ummantelung, die plastische Ummantelung und die äußere Armierung sind im übrigen dieselben wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.

Es ist ersichtlich, daß die Ringelemente gegeneinander kleine Winkelbewegungen ausführen können, so daß sie, wenn die Konstruktion gebogen wird, der Biegungskurve zu folgen vermögen. Sie können sich aber nicht voneinander entfernen, da sie durch die Längsspannung der sie einschließenden Verstärkungsdrähte gegeneinander gehalten werden.

In einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung haben die äußeren Stirnflächen der Ring-

ao elemente miteinander zusammen arbeitende zylindrische oder teilzylindrische Flächen statt sphärische Flächen, so daß die Relativbewegung zwischen den benachbarten Elementen im wesentlichen auf eine Bewegung in einer Ebene beschränkt, also nicht eine

as allseitige ist und infolgedessen eine relative Drehung der Elemente um die Längsachse im wesentlichen verhindert ist.

Vorzugsweise werden die Drehachsen der paarweise miteinander zusammen arbeitenden zylindrischen Flächen in einem gewissen Winkel zueinander versetzt, wodurch die Möglichkeit gegeben wird, daß das Gehäuse als Ganzes sich nach allen Richtungen biegen kann.

In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 bis 5 I

ist der zentrale Leiter C des Kabels durch eine Ver- | bindungsbüchse 23 geführt, die in einem Isolator 24 j liegt, der mit konischem Sitz in eine Einführungsbüchse 25 paßt. Die Einrichtung ist auf beiden Enden ; des Gehäuses gleich. Am inneren Ende der links [

angeordneten Einführungsbüchse 25 ist ein Stützring 26 aufgesetzt, an dessen konvex ausgebildetem Stirnende das erste der Ringelemente 28 anliegt, während das letzte derselben auf der rechten Seite gegen einen entsprechenden, mit konkaver Ab-Stützungsfläche versehenen Endring 31 anliegt. Die Ringelemente 28, die z. B. aus Stahl bestehen können, weisen eine Innenbohrung auf, die genügend weit ist, um das Verstärkergehäuse aufzunehmen, und besitzen eine ausreichende Wandstärke, um dem hydrostatischen Druck zu widerstehen, dem das biegsame Gehäuse am Meeresgrunde ausgesetzt ist. Das eine Ende jedes Ringelementes ist so gearbeitet, daß es eine konvexe, teilzylindrische, z. B. halbzylindrische Anlagefläche darbietet, während es auf der entgegengesetzten Stirnseite eine entsprechende identische konkave Oberfläche besitzt, wobei die Achsen der erzeugenden Zylinder etwa 30⁰ gegeneinander versetzt sind. Die Lippen der konkaven Zylinderflächen, d. h. die Punkte, wo sie in die äußeren Gegenflächen des nächsten Elementes eingreifen, werden zweckmäßig etwas abgerundet, wie dies bei 32 (Fig. 4) angedeutet ist, um die gegenseitige Bewegung der Elemente nicht zu behindern. '

Eine Anzahl solcher Elemente von identischer Form werden miteinander vereinigt, wobei die Endelemente so geformt sind, daß sie in Endstopfbüchsen oder andere Dichtungsmittel hineinpassen, welche die wasserdichte Einführung des Kabels zwecks Anschlusses in den Verstärkerapparat gewährleisten. Das Ganze wird dann durch eine oder mehrere Lagen von Verstärkungsdrähten, Bändern 29 od. dgl. in der Längsrichtung verspannt, wobei die Enden direkt oder mit Hilfe von Spannklammern befestigt werden, worauf eine Metallhülse 30 aufgebracht wird, um das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern. Das Ganze kann schließlich mit thermoplastischem Material, z. B. Polyäthylen, umhüllt werden.

Die Winkel, unter denen die Zylinderflächen der Ringelemente 28 gegeneinander versetzt sind, können von beliebiger Größe sein, nur muß natürlich darauf geachtet werden, daß diese Winkelversetzung für alle Elemente gleich ist, um eine gleichmäßige Biegung nach allen Richtungen über die gesamte Länge des Gehäuses sicherzustellen.

Man kann irgendwelche beliebige Mittel anwenden, um das Ausmaß der gegenseitigen Bewegung der Ringelemente auf einen bestimmten Winkel zu beschränken. So können z. B. die äußeren Flächen der Rohrelemente mit Anschlägen oder winkelförmigen Leisten versehen sein, gegen welche entsprechende go Lippen oder Kanten des benachbarten Elementes anstoßen, wenn ein bestimmter Verdrehungswinkel erreicht¹ ist. In ähnlicher Weise kann die Innenbohrung an beiden Seiten erweitert sein, um vorstehende Kanten zu beseitigen, welche der gegenseitigen Bewegung hinderlich sein können.

Claims

Patentansprüche:

1. Verstärkergehäuse für Tiefseekabel mit metallischer Schutzhülle, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Schutzhülle aus einer Anzahl von Ringelementen (1 bzw. 28) besteht, die ineinander sitzen und so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie eine gewisse Winkelbewegung zueinander ausführen können, wobei die in geschlossener Reihe hintereinanderliegenden Elemente in geschlossenem, gegenseitigem Kontakt gehalten werden, so daß, gleichgültig, welche Lage die Ringe einnehmen, immer ein ununterbrochenes Gehäuse no vorhanden ist.

2. Verstärkergehäuse nach Anspruch 1, dadurch . gekennzeichnet, daß die Ringelemente (1) miteinander Kugel- und Kugelpfannengelenke (2, 3) bilden oder an ihren Enden mit zylindrischen oder teilzylindrischen Flächen versehen sind, die einerseits konvex und andererseits konkav sind.

3. Verstärkergehäuse nach Anspruch 1 mit Ringelementen, deren Berührungsflächen zylindrisch oder halbzylindrisch ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der an den beiden Stirnflächen der Ringelemente angeordneten zylindrischen Flächen in zueinander versetzten Ebenen liegen (Fig. 4, 5).

4. Verstärkergehäuse nach einem der Ansprüche ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ring-

elemente in einer biegsamen Ummantelung eingeschlossen sind, die aus einer Vielzahl von Verstärkungsdrähten (15 bzw. 29) besteht, die vorzugsweise mit einer Außenummantelung (17 bzw. 30) aus Metall oder anderem flüssigkeitsdichten Material umhüllt ist, die außen mit einer thermoplastischen Hülle aus Polyäthylen bedeckt sein kann.

5. Verstärkergehäuse nach einem der Ansprüche ι bis 4, bei welchem an jedem Ende der Vorrichtung eine Einführungsbüchse für das Kabel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Endglieder der Ringelementsätze durch Zwischenbüchsen (13) zentriert werden, die mit entsprechenden Absätzen oder Anschlägen in die Einführungsbüchsen (G) passen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Q 3674 3.